中國網2月25日訊（記者 孫潔 葛蕾 舒珺）“把機械載體和電器集成后賦予它生命，給它靈魂，相關軟件也像神經系統或者血液一樣提供感知能力，讓它能夠真正的成為一個人?！眮碜灾锌圃荷蜿栕詣踊芯克男齑簳熯@樣向記者描述水下機器人的智能化，作為4500米級深海資源自主勘查系統（以下統稱潛龍二號）控制軟件負責人，徐春暉有著技術人員的嚴謹和平易近人，并用形象的比喻介紹了“潛龍二號”包括高智能控制、避碰控制、故障檢測與應急處理等方面的內容。 

　　“潛龍二號”軟件的智能化水平體現在哪些方面？ 

　　潛器所有的功能最后都是軟件賦予它，而電器和機械裝置則是軟件運行的平臺。 

　　作為水下機器人，“潛龍二號”的軟件是按照人的架構，進行分層設計，共分為智能層、行為層和設備驅動層。每一層都有很多模塊，智能層發揮使命規劃、智能監控等作用。行為層就是航行控制，包括數據采集、記錄、故障處理，驅動層是傳感器、數據的采集和執行機構的指令的執行， 

　　這三個層與層之間的協作在徐春暉的口中有了更為清晰的比喻：如果一個人去超市，會預先設想該怎么前往，制定路線計劃，那么“潛龍二號”作為自主勘查系統在進行探測時也會進行任務規劃，分為在線和離線兩種情況，離線時有人來參與，把規則輸入進去，在線時潛器會根據環境情況自動決策，一旦潛器遇到突發情況就會觸發相應規則，并自動作出反應，這就體現了它的智能化。 

　　決策出一個線路后就是行為層的任務了，選擇如何去，回到上邊去超市的比喻中，行為層就是選擇步行這種方式前往，對于潛器來說，就是在勘查過程中要用什么樣的探測設備、采用什么樣的航行控制方式。 

　　第三步就是設備驅動層去驅動電機運轉執行實際動作，也就是去購物，人要邁開雙腿一步一步的走到超市。 

　　“目前潛龍二號在南海試驗時各方面比較穩定，能夠按照規劃的航跡把探測任務很好的完成”徐春暉告訴記者：“在南海第一次下潛試驗時海況變差，布放回收時對潛器跟海水之間的沖擊預估不足，造成舵機輸出軸折斷，后來及時調整布放方法和軟件，在每次下潛之前，把舵自動打到跟海水垂直的角度以免受到沖擊?！?/span> 

　　正是在徐春暉跟其他同事的耐心調整和不斷努力，發現問題在現場第一時間解決，目前“潛龍二號”航行的定深、定高都能達到±0.2米，航向精度能達到±1度，導航精度能達到0.5%，已滿足各項指標，達到預期。 

　　大洋40航次上徐春暉在專注工作（攝影舒珺） 

　　避碰控制系統大膽創新 

　　為應對水下復雜的地形地貌，“潛龍二號”大膽創新，在國內首次采用前視聲吶作為避碰控制設備，這是一種成像聲吶，即把數據采集進來后，通過圖像處理方式來識別障礙和周圍環境，結合避碰策略，下達緊急轉向、緊急變深或變高以及跟蹤策略，在解除危機后，會通過在線路徑規劃引導潛器回到正確的軌跡上，使其繼續正常的執行任務。 

　　據徐春暉介紹，之前在湖試的時候對潛器的避碰算法進行過考核，在復雜地形上航行時能夠保證自身安全的情況下，達到拍攝水下圖像的目的。 

　　隨著跟海洋科學家們的溝通，徐春暉和他的同事對避碰系統也有了更為深入的認識。以前做避碰時，一旦遇到障礙會讓潛器在水平方向上繞行，但是針對這臺“潛龍二號”AUV，因為它以勘查為目的，所以會在垂直方向上爭取先能達到繞開障礙的目的，從這一點上能夠感受到徐春暉認識的創新和轉變。 

　　對于即將奔赴的西南印度洋熱液硫化物區，也將要對潛器的這個功能進行測試、考核，因為潛器首次進入該區域，面對復雜的地形，系統功能的發揮會面臨很大挑戰，徐春暉告訴記者：“最大的困難是避碰，我們的潛器是近底航行，相當于飛機的超低空飛行，避碰的目的就是確保潛器的安全，對潛器的避碰決策、航行機動性以及故障檢測與處理都有很大考驗，希望這次出海潛器在安全的前提下把任務完成好?！?/span> 

　　故障檢測劃分優先級 潛龍二號“突發生病”仍能堅持完成任務 

　　AUV集成了大量的傳感器和執行機構，每個設備都有自己的數據狀態和通訊系統，潛器會對它們進行周期性巡檢，按照問題的緊急程度劃分優先級?！斑€是以去超市為例，在去超市的過程中，不小心把腳崴了，如果不是很嚴重，并且要買的東西對我還很重要，那就可能繼續把購物完成。針對潛器來說，如果某些設備發生了故障，但不影響計劃，而且還能繼續執行任務，就會繼續完成它的工作。但如果一些故障比較嚴重，比如去超市的途中發現錢包忘帶了，直接導致采購計劃泡湯，那就沒法繼續進行，換言之，潛器在做近底微地貌探測時，假如聲學微地貌傳感器壞了，那這個任務可能沒法進行，就只能把潛器回收回來”徐春暉以超市為例形象的給記者描述了故障檢測系統的工作狀況。 

　　在早期實驗的時候，一般來說只要出現故障的話，為了保險就讓潛器停止水下工作，先把故障解決掉，但如果要是在實際探測任務中出現一點無關緊要的故障，則能讓它帶病工作，就盡量先把勘查工作任務完成，回來后再解決問題。 

　　在控制軟件的設計開發中離不開一個“秘密武器”——半物理仿真平臺，他相當于一個模擬器，改正的功能會在模擬器上進行驗證，如果功能完全正確才會在實航中把它下載到潛器上，讓它執行任務。徐春暉通過手勢給記者形容道：“這模擬器像飛行員使用飛行模擬器一樣，是自動駕駛平臺，我們給它提供了虛擬的海洋環境和虛擬的傳感器，然后用一臺與潛器上完全一樣的自動駕駛單元，讓程序在這上面運行?！?/span> 

　　此外，“潛龍二號”的四個舵板和推進器是可以回轉的，這樣潛器操控起來余度非常大，因此徐春暉告訴記者，在執行不同任務時，會用不同推力分配的原則，這樣即便某些推進機構發生故障，算法也會根據這種冗余設計自動適應，可以很好的完成任務。 

　　“希望潛器能安全可靠，在平安的基礎上把調查任務完成的越多越好！”徐春暉笑著向記者坦露內心對“潛龍二號”的期盼和希望。 

　　“潛器的工作狀態決定我們的工作、生活和時間?！弊鳛橄群髤⒓游宕魏Ｔ嚨摹坝矟h”徐春暉坦言，在海上的時間很長，曾全程參與了6000米級AUV“潛龍一號”的所有試驗，包括大洋29航次、大洋32航次的科考，也參加了去年“潛龍二號”的南海海試。在分享以往難忘的經歷時，他告訴記者：“當初做潛龍一號時遇到過不少困難，經常是把潛器準備好了投放水里，沒過半小時就因為故障上來了。我們在海上都是高濕高熱的氣候，有時剛想沖個澡，潛器就上來需要馬上排查故障，這時候，潛器的工作狀態決定了我們的工作、生活和時間?！?/span> 

　　工作之余徐春暉與同事會一起放松一下，但是實施海上作業時就會非常忙，常常24小時連軸轉，如果不是下水作業也都是在做技術準備，包括潛器的故障排查，海上的工作效率要求高，時間也非常寶貴，“我們一起去做試驗的同事都是同吃同住，有時候大家在一起的時間比跟家人相處的時間都長，常年漂泊在外。跟潛龍二號的副總設計師趙宏宇一起做試驗時，他的小孩非常小，家人問小孩他的爸爸呢，小孩就指著墻上的婚紗照，說那是爸爸，其實想想都挺不容易的”徐春暉跟記者分享說，在海上做試驗還經歷過一次中秋節，船上組織文藝活動，豐富了大家的海上生活，當時雖然很想家，但是跟同事一起過節，像一家人一樣非常難忘。 

　　在采訪接近尾聲時，徐春暉告訴記者，這次奔赴西南印度洋遇到惡劣海況，對自身身心和潛器都是一種考驗，希望潛器能表現出色，圓滿完成任務。